当代数字通信的弊端以及优化方法

时间:2022-10-01 12:30:51

当代数字通信的弊端以及优化方法

当代数字通信的弊端以及优化方法

一、当代数字通信的发展概况

人类对信息交换的要求随着信息化社会特征的日渐显现日趋提高,数字通信的快速发展快速满足了信息化社会所需要高速率?大容量?多媒介的通信要求,成为当今通信领域发展的一种必然趋势。数字通信可以大大改善通信质量、提高通信传播速率、丰富通信内容,在理论上、技术上和客观需求上有着其他通信手段无法比拟的优势,因此通信国际上数字通信迅猛发展并逐渐占据主宰地位,随着数字通信技术的不断推进,数字通信以其抗干扰能力强、无噪声积累、高效?通信质量不受距离的影响、易于保密和可靠性高等优势,在短波通信、移动通信、微波通信、卫星通信、电话数字化、电视数字化以及光纤通信等现代通信的数字化技术和各种通信方式中都得到了广泛的应用,另外数字通信也广泛应用于包括在军事上和。同时,数字通信促进了经济的发展进步,也促使通信行业更加快捷的发展。

二、当代数字通信的特点

(一)数字通信抗干扰能力强

数字通信是以数字信号作为载体来传输消息的,数字信号传播数据、文字、声音和图像等形式简单,通常只有“0和1”两种区别鲜明的形式,本文由论文联盟收集整理由此数字通信表现出较强的抗干扰能力,主要有以下几个方面原因:其一,数字信号在传播过程中先经过信号放大器,增强信号强度,所以当数字信号到达终端接收器时易于再生,可以减小信号传输中的失真。其二,数字信号的传播过程中可消除噪音干扰。数字信号以离散性进行传播不可避免的会受到系统内部和外部的噪声干扰,但是数字信号通过中继再生后可以避免信号噪声的叠加,只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声对信号传播的干扰。

(二)数字通信保密性强

数字通信保密性强是其在通信领域领先于其他通信方式的重要因素,数字信号作为数字通信传播信号的载体,可采用纠错编码和扩频技术将各种消息模拟的和离散的都可变成统一的数字信号进行传输,同时,数字信号处理与智能化控制功能数字信号通过差错控制编码,将其信号在编码器与密码相捆绑,在进入信道传播,接收方则通过解码器解除密码限制,取得信号传播内容,由此提高通信的保密性、避免了传播信息外漏。

三、当代数字通信存在的问题

(一)数字信号同步率低

同步是数字通信核心部分,是进行信息传输的前提和基础,同步系统性能能够决定通信系统性能的降低,可以说没有同步就没有数字通信,数字通信的同步包括比特同步、符号同步、帧同步、载波同步、网同步等。数字信号同步率低是数字通信技术的核心问题之一。数字信号在输送传播时,可能会出现系统内部干扰和系统外部干扰,内部系统干扰包括信道衰减与滞后、时钟抖动等,外部系统主要是外界的噪声干扰等。

(二)数字通信占用的信道频带较宽

信道的传输频带包括多个被传输信号占用的已用子频带,目前数字通信弊端包括数字信号传输过程中占用的信道频带较宽现象。数字信号频率也从直流一直到无限高,频带非常宽,它的频带的高频段和低频段区分比较明显,在数字信号传播的时候,主要信号和能量集中在信道频带的低频段,当一系列数字脉冲信号通过带限的电缆传输信道时,虽然比较低的频率成分通过了电缆传输信道,但是还携带部分信号的高频成分在低频通信道时会被滤,从而使输出波形出现了失真,造成数字通信传播信号的准确性。

(三)数字通信频带利用率低

数字通信传输系统的频带利用率是指所传输的信息速率或符号速率与系统带宽之比值,描述数据传输速率和带宽之间关系的一个指标,也是衡量数据通信系统有效性的指标,它的信号传输方式包括基带传输与频带传输技术,其中数字通信频带利用率越高,在相同的情况下可系统的容量就越高。但是目前数字通信频带还存在利用率较低的问题,主要由于通信系统中无线信道的多样性和特殊性以及受信道编码的制约,同时,通信系统的工作频带不可避免地存在着非线性的影响,使频带内的各信道之间存在着某种相互的干扰,各种无线数字通信能够达到2bits/sec/hz的频带利用率已经算比较高了。

四、相应数字通信问题的优化方法

(一)实现数字通信的帧同步与数字锁相环提升同步率

目前,针对数字通信领域的同步问题,我们从三个方面对其进行研究:一是位同步信号的性能要求;二是数字通信中的同步系统结构;三是位同步信号对通信系统误码率的影响。主要采取帧同步与数字锁相的方法来处理数字通信系统中数字信号的同步问题,数字通信中由一定数目的码元组成一个个字进行传输称之为一帧,帧同步信号的频率可很容易由位同步经过分步得到,在发送一个数据帧之前,都要发送这一同步帧,并且在接收端对同步帧的数据进行预先存储,接收端再根据预先存储的同步帧和通信时接收到的同步帧来判断同步偏差,再根据偏差移位移到计算的相关函数值最大,以达到数字通信的同步。

所谓数字锁相环(dpll)是直接从接收数据信息中提取位同步信号的一种环路,通过数字锁相环可以实现数字通信提升同步率。它通常利用稳定频率的振荡器从鉴相器获得的与同步误差电压,数字鉴相器关系到整个锁相环路的优劣,数字鉴相器首先从基带信息中索取位信息,再通过控制器在信号钟输出的脉冲序列中附加或扣除一个脉冲,最后调整加到鉴相器上的位同步脉冲序列的相位,以达到数字信号的同步。

(二)利用宽频带信道数字信号处理技术来压缩数码率

随着光缆和数字微波等宽频带信道的大量利用以及数字信号处理技术的发展,数字信号处理技术可以把声音、视频和图片等信息转变为可以高度集成化的数字信息。目前,可利用宽频带信道数字信号处理技术来压缩数码率,解决数字通信占用的信道频带较宽问题,例如:可将一路数字电话的数码率由64kb/s压缩到32kb/s甚至更低的数码率。

(三)强化码分多址技术应用提升频带利用率

码分多址技术(code division multiple access)它是扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,也是一项用于提供十分清晰的语音效果、提升频带利用率的数字技术,本身具有高效的频带利用率高、话音质量好、电磁辐射小、掉话率低、容量大和覆盖广等特点,码分多址技术将话音频号转换为数字信号,给每组数据话音分组增加一个地址,进行扰码处理,再用一个带宽远大于具有一定信息数据信号带宽的高速伪随机码进行调制,在原数据信号经载波调制并发送出去之前先将原数据信号的带宽扩展,最后将它发射到空中。码分多址技术最大的优点就是相同的带宽下可以容纳更多的呼叫,所以,可以通过强化码分多址技术应用提升频带利用率。

结语:

当代数字通信以其便于加密处理、存储和处理等优点在现代信息化社会的应用越来越普及,其在信息社会、在军事等方面的重要不容忽视,因此我们需要致力于分析当代数字通信的弊端并在此基础上不断总结研究出解决其弊端的优化方法,希望为数字通信在现代生活中更广泛的应用作出贡献。

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